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《能源技术创新“十三五”规划》发布,重点研发碳化硅和纳米电极等基础材料 2017-01-18 17:22

近日,国家能源局发布《能源技术创新“十三五”规划》,旨在发挥科技创新的引领作用提升能源利用效率,优化能源结构,推进能源技术革命。


能源基础材料是能源技术发展的基石
  燃煤发电机组和燃气轮机对高温材料、大型构件用金属材料提出了更高要求,安全先进核电的发展需要更可靠的核级材料,对可再生能源高效利用的需求促使新型高分子材料、新型电池材料不断涌现,能源转换和传输形式的发展带动了新型储能材料、高效催化剂材料、先进电力电子器件的创新。


能源基础材料技术发展重点
  在能源基础材料技术领域,结合700℃燃煤发电和重型燃气轮机技术发展,开展高温金属材料的研究,掌握金属材料测试能力。开展高性能核电用传热材料、云母绝缘材料的研发及应用,开展针对核能环境服役的复合材料探索研究。开发钙钛矿类光电材料、光伏组件用高分子材料、银电极材料和碲化镉薄膜材料,以适应高性能光伏电池发展的需要。开展新型高效储能材料研制,开展电池储能系统用聚合物薄膜材料、微纳米制电极材料的开发。发展完善各类催化剂材料。以智能电网为导向开展先进电力电子器件研究。


  《能源技术创新“十三五”规划》围绕高温材料、核级材料、电池材料、催化剂材料和先进电力电子器件等技术领域部署12个集中攻关项目(以G开头)、3个示范试验项目(以S开头)、2个应用推广项目(以T开头),现摘录部分如下:


S48-化合物半导体能源材料应用示范
  研究目标:开发大面积碲化镉薄膜太阳能电池组件的规模化制造技术;研发出稳定、环保、低成本铜铟镓硒(CIGS)产业化技术;研制出高效、高稳定性的高倍聚光III-V族太阳能电池芯片、接收模块和模组;建成MW级染料敏化太阳能电池幕墙应用示范;建成高功率LED封装胶国产化应用示范。
  研究内容:研究低成本GIGS薄膜太阳电池产业化成套关键技术,实现效率高于13%的CIGS薄膜太阳电池组件的规模化生产;系统研究II-VI族三元系半导体的制备方法;研发高纯硫化锌、硒化锌等II-VI族化合物高纯材料的规模化制造技术,研究III-V族光伏材料的制备技术;研究大面积染料敏化太阳能电池批量制备建成MW级染料敏化太阳能电池幕墙应用示范;研究8英寸碳化硅衬底材料稳定制备技术,实现6英寸碳化硅晶体衬底材料批量生产;发展击穿电压大于SkV的GaN单晶生长技术,实现6英寸GaN单晶衬底的量产;研究高功率LED封装胶低成本国产化关键技术。
  起止时间:2015-2023年。

 

G67-先进微纳米产业制造技术制备电极材料
  研究目标:利用先进的微纳米制造技术制备高性能的电极材料,应用于高性能电池能源存储系统的电极界面。
  研究内容:突破动力锂离子电池的电极材料结构形貌控制及其微纳米化技术,提高电极材料质量能量密度和体积能量密度,改善电极材料骨架结构稳定,提高材料的循环稳定性和热稳定性,构筑高性能电极界面;研发高容量的硅负极材料替代传统的以石墨为主的负极材料,开发高离子电导率、高强度、自修复的隔膜;突破超级电容器用高能量密度、三维多孔、功能化碳材料修饰的电极界面;开发低成本、不易挥发和高离子迁移速率的电解液。
  起止时间:2016-2020年。

 

T15-高效、低成本晶体硅电池产业化关键技术研发及应用
  研究目标:实现HIT、IBC等电池国产化,晶体硅电池效率>23%,建成HIT电池和IBC电池的25MW示范生产线。
  研究内容:开展低成本晶体硅电池国产化技术攻关,包括关键材料、工艺、装备以及配套辅材的国产化;进行HIT太阳能电池产业示范线关键技术研究和示范,进行IBC电池产业示范线研究,并实现规范化、产业化;掌握产业化高透太阳能电池用玻璃制备技术。
  起止时间:2016-2020年。


G64-核级SiCf/SiC复合材料技术攻关研究
  研究目标:研制核级SiCf/SiC复合材料。
  研究内容:研制PIP技术制备低气孔率、高强度、高热导的SiCf/SiC复合材料,满足核级应用的性能要求;研究SiCf/SiC复合材料的无损检测和性能评价技术、复合材料连接技术与构件制备技术和核级SiCf/SiC复合材料构件制备技术;研究核级SiCf/SiC复合材料制备工艺、微观组织与性能之间关系,建立复合材料性能评估方法/标准。
  起止时间:2016-2020年。


G65-新型钙钛矿材料制备太阳能电池研究
  研究目标:研究新型的钙钛矿类光电材料体系,研制效率超过20%性能稳定的薄膜型单结太阳能电池器件,制备大面积柔性钙铁矿电池,钙钛矿叠层太阳能电池的效率超过25%。
  研究内容:开展新型钙钛矿材料(环境友好型钙钛矿材料、高相变温度钙钛矿材料、不同带隙的钙钛矿材料)的设计与合成,研究钙钛矿薄膜形态的控制方法,以及钙钛矿界面材料设计与性质调控,设计新型平面结构钙钛矿太阳能电池;突破高效钙钛矿叠层太阳能电池技术;研究钙钛矿太阳能电池的低温全溶液制备方法,低温制备柔性光伏器件;研究钙钛矿太阳能电池的稳定性和衰减机制;研究钙钛矿电池的封装技术;研究大面积钙钛矿薄膜的制备技术,进而研究大面积钙钛矿电池及组件的制备技术。
  起止时间:2015-2023年。
 
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